Mobilfunk


A Mobilfunk oder Mobilfunknetz ist ein Kommunikationsnetzwerk wo der Link zu und von Endknoten ist kabellos. Das Netzwerk wird über Landbereiche verteilt, die als "Zellen" bezeichnet werden und jeweils von mindestens einer festgelegten Lokalisierung bedient werden Transceiver (Typischerweise drei Zellstellen oder Basistransceiver -Stationen). Diese Basisstationen bieten die Zelle die Netzwerkabdeckung, die zur Übertragung von Sprach-, Daten- und anderen Arten von Inhalten verwendet werden kann. Eine Zelle verwendet typischerweise einen anderen Satz von Frequenzen aus benachbarten Zellen, um Interferenzen zu vermeiden und in jeder Zelle eine garantierte Servicequalität bereitzustellen.[1]
Wenn diese Zellen miteinander verbunden sind, bieten sie eine Funkabdeckung über einen weiten geografischen Bereich. Dies ermöglicht zahlreiche tragbare Transceiver (z. B.,, Mobiltelefone, Tablets und Laptops ausgestattet mit Mobile Breitbandmodems, Pagerusw.) über Basisstationen miteinander und mit festen Transceiver und Telefonen überall im Netzwerk überall im Netzwerk kommunizieren, auch wenn sich einige der Transceiver während der Übertragung mehr als eine Zelle bewegen.
Mobilfunknetze bieten eine Reihe wünschenswerter Funktionen:[1]
- Mehr Kapazität als ein einzelner großer Sender, da dieselbe Frequenz für mehrere Links verwendet werden kann, solange sie sich in verschiedenen Zellen befinden
- Mobile Geräte verwenden weniger Leistung als bei einem einzelnen Sender oder Satelliten, da die Zelltürme näher sind[2]
- Größerer Abdeckungsbereich als ein einzelner terrestrischer Sender, da zusätzliche Zelltürme auf unbestimmte Zeit hinzugefügt werden können und nicht durch den Horizont begrenzt sind
- Fähigkeit, höhere Frequenzsignale (und damit mehr verfügbare Bandbreiten / schnellere Datenraten) zu verwenden, die sich nicht in langen Strecken ausbreiten können
Große Telekommunikationsanbieter haben Sprach- und Daten -Mobilfunknetze in den meisten bewohnten Landgebieten von bereitgestellt Erde. Dies ermöglicht Mobiltelefone und Mobile Computing Geräte, die mit dem verbunden werden sollen öffentliches Fernsprechwählnetz und öffentlich Internet Zugang. Private zelluläre Netzwerke können für die Forschung verwendet werden[3] oder für große Organisationen und Flotten, wie z.[2]
Konzept

In einem Mobilfunk Das System, eine Landfläche, die mit Funkverkehr geliefert werden soll, wird in Zellen in einem Muster unterteilt, das von Gelände- und Empfangsmerkmalen abhängt. Diese Zellmuster haben grob in Form von regulären Formen wie Sechseagagen, Quadraten oder Kreisen, obwohl hexagonale Zellen konventionell sind. Jede dieser Zellen wird mit mehreren Frequenzen zugeordnet (f1- -f6), die entsprechend haben Funkbasisstationen. Die Gruppe der Frequenzen kann in anderen Zellen wiederverwendet werden, sofern dieselben Frequenzen in benachbarten Zellen nicht wiederverwendet werden, was verursachen würde Co-Kanal-Interferenz.
Der erhöhte Kapazität In einem zellulären Netzwerk stammt im Vergleich zu einem Netzwerk mit einem einzigen Sender aus dem von Mobile Communication Switching System entwickelten von von Amos Joel von Bell Labs[4] Dadurch wurden mehrere Anrufer in einem bestimmten Bereich die gleiche Frequenz verwenden, indem sie auf den nächsten verfügbaren Mobilfunkturm mit dieser Frequenz wechseln. Diese Strategie ist praktikabel, da eine bestimmte Funkfrequenz für eine nicht verwandte Übertragung in einem anderen Bereich wiederverwendet werden kann. Im Gegensatz dazu kann ein einzelner Sender nur ein Getriebe für eine bestimmte Frequenz verarbeiten. Unweigerlich gibt es ein gewisses Maß an Interferenz aus dem Signal aus den anderen Zellen, die die gleiche Frequenz verwenden. Folglich muss es mindestens einen Zellspalt zwischen Zellen geben, die die gleiche Frequenz in einem Standard wiederverwenden Frequenz-Division Multiple Access (FDMA) System.
Betrachten Sie den Fall eines Taxiunternehmens, bei dem jedes Radio über einen manuell betriebenen Kanalauswahlknopf auf unterschiedliche Frequenzen eingestellt wird. Wenn sich die Fahrer bewegen, wechseln sie vom Kanal zu Kanal. Die Treiber sind sich dessen bewusst Frequenz Bedeckt ungefähr einen Bereich. Wenn sie kein Signal vom Sender empfangen, versuchen sie andere Kanäle, bis sie eine finden, die funktioniert. Die Taxifahrer sprechen nur zu einem Zeitpunkt, wenn er vom Basisstationbetreiber eingeladen wurde. Dies ist eine Form von Zeitaufteilung Multiple Access (TDMA).
Geschichte
Das erste kommerzielle Zellnetzwerk, das 1g Generation, wurde in Japan von gestartet von Nippon Telegraph und Telefon (NTT) 1979, zunächst im Metropolengebiet von Tokio. Innerhalb von fünf Jahren war das NTT -Netzwerk erweitert worden, um die gesamte Bevölkerung Japans abzudecken, und wurde zum ersten landesweiten 1G -Netzwerk. Es war ein Analogon drahtloses Netzwerk. Das Glockensystem hatte seit 1947 zelluläre Technologie entwickelt und hatte zelluläre Netzwerke in Betrieb in Chicago und Dallas Vor 1979, aber der kommerzielle Dienst wurde durch die verzögert Trennung des Glockensystemsmit zellulären Vermögenswerten auf die Regionalglockenbetriebsunternehmen.
Das drahtlose Revolution begann Anfang der neunziger Jahre,[5][6][7] führt zum Übergang von analog zu Digitale Netzwerke.[8] Dies wurde durch Fortschritte in ermöglicht Mosfet Technologie. Das MOSFET, ursprünglich erfunden von Mohamed M. Atalla und Dawon Kahng bei Bell Labs im Jahr 1959,[9][10] wurde Anfang der neunziger Jahre mit der breiten Einführung von Mobilfunknetzen von den frühen neunziger Jahren angepasst Power MOSFET, Ldmos (HF -Verstärker), und RF CMOS (RF -Schaltung) Geräte, die zur Entwicklung und Verbreitung digitaler drahtloser Mobilfunknetze führen.[8][11][12]
Das erste kommerzielle digitale Zellnetzwerk, das 2g Generation wurde 1991 ins Leben gerufen. Dies löste den Wettbewerb in diesem Sektor aus, als die neuen Betreiber die amtierenden 1G -analogen Netzbetreiber in Frage stellten.
Zellsignalcodierung
Signale von mehreren verschiedenen Sendern zu unterscheiden, Frequenz-Division Multiple Access (FDMA, verwendet von Analog und D-Amps Systeme),, Zeitaufteilung Multiple Access (TDMA, verwendet von GSM) und Code-Division Multiple Access (CDMA, zuerst verwendet für Stckund die Grundlage von 3g) wurden entwickelt.[1]
Bei FDMA unterscheiden sich die von verschiedenen Benutzern in jeder Zelle verwendeten Übertragungs- und Empfangsfrequenzen voneinander. Jedem Mobilfunkanruf wurde zwei Frequenzen zugewiesen (eine für Basis für Mobile, die andere für Mobile zu Basis), um bereitzustellen Vollduplex Betrieb. Das Original Verstärker Systeme hatten 666 Kanalpaare, jeweils 333 für die CLEC "Ein" System und ILEC "B" -System. Die Anzahl der Kanäle wurde auf 416 Paare pro Träger erweitert, aber letztendlich begrenzt die Anzahl der HF -Kanäle die Anzahl der Anrufe, die eine Zellstelle verarbeiten könnte. Beachten Sie, dass FDMA für Telefonunternehmen eine vertraute Technologie ist, die verwendet wird Frequenz-Division-Multiplexing Um ihre Punkt-zu-Punkt-Kabellinienpflanzen zu Kanälen hinzuzufügen Zeitabteilung Multiplexing gerenderter FDM veraltet.
Bei TDMA unterscheiden sich die von verschiedenen Benutzern in jeder Zelle verwendeten Übertragungs- und Empfangszeitfenster voneinander. TDMA verwendet normalerweise Digital signalisieren Geschäft und vorwärts Sprachdaten, die in Zeitscheiben für die Übertragung passen, und am Empfangsende erweitert, um eine etwas normal klingende Stimme am Empfänger zu erzeugen. TDMA muss einführen Latenz (Zeitverzögerung) in das Audiosignal. Solange die Latenzzeit kurz genug ist, dass das verzögerte Audio nicht als Echo gehört wird, ist es nicht problematisch. Beachten Sie, dass TDMA eine vertraute Technologie für Telefonunternehmen ist, die verwendet wird Zeitabteilung Multiplexing Um ihre Punkt-zu-Punkt-Kabellinienpflanzen zu Kanälen hinzuzufügen Paketschaltung gerenderter FDM veraltet.
Das Prinzip von CDMA basiert auf breites Spektrum Technologie, die für den militärischen Gebrauch während während des gesamten Gebrauchs entwickelt wurde Zweiter Weltkrieg und verbesserte sich während der Kalter Krieg hinein Direct-Sequenz-Spread-Spektrum das wurde für frühe CDMA -zelluläre Systeme verwendet und W-lan. Mit DSSS können mehrere gleichzeitige Telefongespräche auf einem einzelnen Breitband -HF -Kanal stattfinden, ohne sie zeitlich oder frequenz zu kanalisieren. Obwohl anspruchsvoller als ältere Mehrfachzugriffsschemata (und den Legacy -Telefongesellschaften nicht vertraut Bell Labs) CDMA hat sich gut skaliert, um die Grundlage für 3G -Mobilfunksysteme zu werden.
Andere verfügbare Methoden des Multiplexing wie z. Mimo, eine ausgefeiltere Version von Antennenvielfalt, kombiniert mit aktiv Strahlforming bietet viel größer räumliche Multiplexing Fähigkeit im Vergleich zu ursprünglichen AMPS -Zellen, die typischerweise nur ein bis drei einzigartige Räume angesprochen haben. Die massive MIMO-Bereitstellung ermöglicht eine viel größere Wiederverwendung von Kanal, wodurch die Anzahl der Abonnenten pro Zellstelle, einen höheren Datendurchsatz pro Benutzer oder eine Kombination davon erhöht wird. Quadraturamplitudenmodulation (QAM) Modems bieten eine zunehmende Anzahl von Bits pro Symbol, sodass mehr Benutzer pro Megahertz der Bandbreite (und Dezibel von SNR), einem höheren Datendurchsatz pro Benutzer oder einer Kombination davon.
Frequenzwiederverwendung
Das Hauptmerkmal eines zellulären Netzwerks ist die Fähigkeit, Frequenzen wieder zu verwenden, um sowohl die Abdeckung als auch die Kapazität zu erhöhen. Wie oben beschrieben, müssen benachbarte Zellen unterschiedliche Frequenzen verwenden. Es gibt jedoch kein Problem mit zwei Zellen, die ausreichend weit voneinander entfernt sind, die mit der gleichen Frequenz arbeiten, vorausgesetzt, die Geräte von Masten und Zellnetzwerken übertragen nicht zu viel Leistung.[1]
Die Elemente, die die Frequenz -Wiederverwendung bestimmen, sind die Wiederverwendung und der Wiederverwendungsfaktor. Die Wiederverwendung Distanz, D wird berechnet als
- ,
wo R ist der Zellradius und N ist die Anzahl der Zellen pro Cluster. Zellen können im Radius von 1 bis 30 Kilometern (0,62 bis 18,64 mi) variieren. Die Grenzen der Zellen können sich auch zwischen benachbarten Zellen und großen Zellen überlappen, können in kleinere Zellen unterteilt werden.[13]
Der Frequenz -Wiederverwendungsfaktor ist die Rate, mit der die gleiche Frequenz im Netzwerk verwendet werden kann. es ist 1/k (oder K nach einigen Büchern) wo K ist die Anzahl der Zellen, die nicht die gleichen Frequenzen für die Übertragung verwenden können. Häufige Werte für den Frequenz -Wiederverwendungsfaktor sind 1/3, 1/4, 1/7, 1/9 und 1/12 (oder 3, 4, 7, 9 und 12 je nach Notation).[14]
Im Falle von N Sektorantennen an derselben Basisstation, jeweils eine unterschiedliche Richtung, kann die Basisstation auf verschiedenen Sektoren servieren. N ist normalerweise 3. a Wiederverwendung Muster von N/k bezeichnet eine weitere Häufigkeitsaufteilung unter N Sektorantennen pro Standort. Einige aktuelle und historische Wiederverwendungsmuster sind 3/7 (nordamerikanische Verstärker), 6/4 (Motorola Namps) und 3/4 (4/4 (GSM).
Wenn die Gesamtsumme verfügbar Bandbreite ist BJede Zelle kann nur eine Reihe von Frequenzkanälen verwenden, die einer Bandbreite von entsprechen B/kund jeder Sektor kann eine Bandbreite von verwenden B/nk.
Code-Division Multiple Access-Basierte Systeme verwenden ein breiteres Frequenzband, um die gleiche Übertragungsrate wie FDMA zu erreichen. Dies wird jedoch durch die Fähigkeit, einen Frequenz -Wiederverwendungfaktor von 1 zu verwenden, kompensiert, beispielsweise unter Verwendung eines Wiederverwendungsmusters von 1/1. Mit anderen Worten, benachbarte Basisstationsstellen verwenden die gleichen Frequenzen, und die verschiedenen Basisstationen und Benutzer werden eher durch Codes als durch Frequenzen getrennt. Während N wird in diesem Beispiel als 1 dargestellt, das bedeutet nicht, dass die CDMA -Zelle nur einen Sektor hat, sondern dass die gesamte Zellbandbreite auch für jeden Sektor einzeln verfügbar ist.
Kürzlich auch Orthogonale Frequenz-Division-Mehrfachzugriff basierte Systeme wie z. Lte werden mit einer Frequenz-Wiederverwendung von 1 bereitgestellt. Da solche Systeme das Signal nicht über das Frequenzband übertragen werden, ist die Inter-Zell-Funkressourcenverwaltung wichtig, um die Ressourcenzuweisung zwischen verschiedenen Zellstellen zu koordinieren und die Inter-Zell-Interferenz zu begrenzen. Es gibt verschiedene Mittel von Inter-Zell-Interferenzkoordination (ICIC) bereits im Standard definiert.[15] Koordinierte Zeitplanung, Multi-Site-MIMO- oder Multi-Site-Beamforming sind weitere Beispiele für das Inter-Zell-Radio-Ressourcenmanagement, die in Zukunft möglicherweise standardisiert werden.
Richtungsantennen

Zelltürme verwenden häufig a Richtungssignal Verbesserung des Empfangs in Bereichen mit höherem Verkehr. In dem Vereinigte Staaten, das Federal Communications Commission (FCC) begrenzt die Omnidirektionalzellturmsignale auf 100 Watt Strom. Wenn der Turm Richtantennen hat, ermöglicht der FCC dem Zelloperator bis zu 500 Watt von effektive Strahlung (ERP).[16]
Obwohl die ursprünglichen Zelltürme ein ausgeglichenes omnidirektionales Signal in den Zentren der Zellen lagen und omnidirektional waren, kann eine Zellkarte mit den mellulären Telefontürmen an den Ecken der Sechsecke neu gezeichnet werden, in denen drei Zellen konvergieren.[17] Jeder Turm verfügt über drei Sätze von Richtantennen, die in drei verschiedene Richtungen mit 120 Grad für jede Zelle (insgesamt 360 Grad) zielen und in drei verschiedenen Zellen bei unterschiedlichen Frequenzen empfangen/übertragen werden. Dies liefert mindestens drei Kanäle und drei Türme für jede Zelle und erhöht die Chancen, ein nutzbares Signal aus mindestens einer Richtung zu erhalten.
Die Zahlen in der Abbildung sind Kanalzahlen, die alle 3 Zellen wiederholen. Große Zellen können für Bereiche mit hohem Volumen in kleinere Zellen unterteilt werden.[18]
Handyunternehmen verwenden dieses Richtungssignal auch, um den Empfang entlang von Autobahnen und in Gebäuden wie Stadien und Arenen zu verbessern.[16]
Meldungen übertragen und Paging
Praktisch jedes zelluläre System hat einen Rundfunkmechanismus. Dies kann direkt zum Vertrieb von Informationen an mehrere Handys verwendet werden. Häufig in zum Beispiel in Mobiltelefonie Systeme, die wichtigste Verwendung von Broadcast-Informationen besteht darin, Kanäle für die Eins-zu-Eins-Kommunikation zwischen dem mobilen Transceiver und der Basisstation einzurichten. Das nennt man Paging. Die drei unterschiedlichen Paging -Verfahren, die im Allgemeinen angewendet wurden, sind sequentielle, parallele und selektive Paging.
Die Details des Paging -Prozesses variieren etwas von Netzwerk zu Netzwerk. Normalerweise kennen wir eine begrenzte Anzahl von Zellen, in denen sich das Telefon befindet (diese Gruppe von Zellen wird als Standortbereich in der bezeichnet GSM oder UMTS System- oder Routingbereich, wenn eine Datenpaketsitzung beteiligt ist. in Lte, Zellen werden in Verfolgungsbereiche eingeteilt). Paging findet statt, indem die Broadcast -Nachricht an alle diese Zellen gesendet wird. Paging -Nachrichten können zum Informationsübertragung verwendet werden. Das passiert in Pager, in CDMA Systeme zum Senden SMS Nachrichten und in der UMTS System, bei dem es eine niedrige Downlink-Latenz in paketbasierten Verbindungen ermöglicht.
Bewegung von Zelle zu Zelle und Übergabe
In einem primitiven Taxisystem wechselte der Taxifahrer bei Bedarf manuell von einer Frequenz in eine andere, als das Taxi von einem ersten Turm und näher an einem zweiten Turm wegging. Wenn die Kommunikation aufgrund eines Signalsverlusts unterbrochen wurde, forderte der Taxifahrer den Basisstationsbetreiber auf, die Nachricht auf einer anderen Frequenz zu wiederholen.
In einem zellulären System wechseln die verteilten mobilen Transceivers während einer fortlaufenden kontinuierlichen Kommunikation von einer Zellfrequenz zu einer anderen Zellfrequenz ohne Unterbrechung und ohne Basisstationsbetreiber oder manuelles Schalten. Dies nennt man die aushändigen oder Übergabe. In der Regel wird ein neuer Kanal automatisch für die mobile Einheit auf der neuen Basisstation ausgewählt, die sie serviert. Die mobile Einheit wechselt dann automatisch vom aktuellen Kanal zum neuen Kanal und die Kommunikation wird fortgesetzt.
Die genauen Details des mobilen Systems wechseln von einer Basisstation zur anderen erheblich von System zu System (siehe Beispiel unten, wie ein Mobilfunknetz über die Übergabe verwaltet).
Mobiltelefonnetz

Das häufigste Beispiel für ein Mobilfunknetz ist ein Mobilfunknetz (Handy). EIN Handy ist ein tragbares Telefon, das über a Anrufe empfängt oder tätigt Zellstelle (Basisstation) oder Turm über Sende. Radiowellen werden verwendet, um Signale auf und vom Handy zu übertragen.
Moderne Mobilfunknetze verwenden Zellen, da Funkfrequenzen eine begrenzte gemeinsame Ressource sind. Zell- und Handys ändern die Frequenz unter Computersteuerung und verwenden Sender mit geringer Leistung, sodass die normalerweise begrenzte Anzahl von Funkfrequenzen gleichzeitig von vielen Anrufern mit geringerer Einmischung verwendet werden kann.
Ein zelluläres Netzwerk wird von der verwendet Mobilfunkbetreiber sowohl Deckung als auch Kapazität für ihre Abonnenten zu erreichen. Große geografische Gebiete werden in kleinere Zellen aufgeteilt, um einen Signalverlust der Sichtlinie zu vermeiden und eine große Anzahl aktiver Telefone in diesem Bereich zu unterstützen. Alle Zellstellen sind mit verbunden Telefonbörsen (oder Schalter), was wiederum mit dem verbinden Öffentliches Telefonnetz.
In Städten kann jede Zellstelle einen Bereich von bis zu ungefähr haben 1⁄2 Meile (0,80 km), während in ländlichen Gebieten die Reichweite bis zu 8,0 km betragen kann. Es ist möglich, dass ein Benutzer in klaren offenen Bereichen Signale von einer Zellstelle 40 km entfernt erhält.
Da fast alle Mobiltelefone verwenden Zelluläre Technologie, einschließlich GSM, CDMA, und Verstärker (Analog) Der Begriff "Handy" befindet sich in einigen Regionen, insbesondere in den USA, austauschbar mit "Mobiltelefon". Jedoch, Satellitentelefone sind Mobiltelefone, die nicht direkt mit einem bodengestützten Mobilturm kommunizieren, dies jedoch indirekt über einen Satelliten.
Es gibt eine Reihe verschiedener digitaler zellulärer Technologien, darunter: Globales System für mobile Kommunikation (GSM), Allgemeiner Paket -Radio -Service (GPRS), CDMAONE, CDMA2000, Evolutionsdaten optimiert (Ev-do), Verbesserte Datenraten für GSM Evolution (KANTE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Digital Enhanced Cordless Telecommunications (Dekt), Digitale Verstärker (IS-136/TDMA) und Integriertes digitales verbessertes Netzwerk (iden). Der Übergang vom vorhandenen Analog zum digitalen Standard folgte einem ganz anderen Weg in Europa und der UNS.[19] Infolgedessen tauchten in den USA mehrere digitale Standards auf Europa und viele Länder konvergierten sich dem GSM Standard.
Struktur des Mobilfunknetzes
Eine einfache Sicht des mobilen Mobilfunk-Radio-Netzwerks besteht aus den folgenden:
- Ein Netzwerk von Radio Basisstationen bilden die Basisstation Subsystem.
- Das Core Circuit Switched Network zum Umgang mit Sprachanrufen und Text
- A Paket -Switched Network zum Umgang mit mobilen Daten
- Das öffentliches Fernsprechwählnetz Um Abonnenten mit dem breiteren Telefonnetz zu verbinden
Dieses Netzwerk ist die Grundlage des GSM Systemnetzwerk. Es gibt viele Funktionen, die von diesem Netzwerk ausgeführt werden, um sicherzustellen, dass Kunden den gewünschten Service erhalten, einschließlich Mobilitätsmanagement, Registrierung, Anrufeinrichtung und aushändigen.
Jedes Telefon stellt über eine RBS (Funkbasisstation) an einer Ecke der entsprechenden Zelle, die wiederum mit dem verbunden ist Mobile Switching Center (MSC). Der MSC bietet eine Verbindung zur öffentliches Fernsprechwählnetz (PSTN). Der Link von einem Telefon zur RBS wird als als bezeichnet Uplink während der andere Weg bezeichnet wird Downlink.
Funkkanäle verwenden das Übertragungsmedium effektiv mithilfe der folgenden Multiplex- und Zugriffsschemata: Frequenz-Division Multiple Access (FDMA), Zeitaufteilung Multiple Access (TDMA), Code-Division Multiple Access (CDMA) und Space-Division Multiple Access (SDMA).
Kleine Zellen
Kleine Zellen, die eine kleinere Abdeckungsfläche als Basisstationen haben, werden wie folgt eingeteilt:
- Mikrocell -> weniger als 2 Kilometer,
- Picocell -> weniger als 200 Meter,
- Femtozell -> ungefähr 10 Meter,
- Attozell -> 1–4 Meter
Mobilfunkübergabe in Mobiltelefonnetzwerken
Während der Telefonbenutzer von einem Zellenbereich zu einem anderen Zelle wechselt, während ein Anruf im Gange ist, sucht die Mobilstation nach einem neuen Kanal, an den er angeschlossen werden kann, damit der Anruf nicht fallen lässt. Sobald ein neuer Kanal gefunden wurde, befiehlt das Netzwerk die mobile Einheit, um zum neuen Kanal umzusteigen und gleichzeitig den Aufruf auf den neuen Kanal zu wechseln.
Mit CDMA, mehrere CDMA -Handys teilen sich einen bestimmten Funkkanal. Die Signale werden durch Verwendung a getrennt Pseudonoise Code (PN -Code), der für jedes Telefon spezifisch ist. Wenn der Benutzer von einer Zelle zu einer anderen wechselt, legt das Mobilteil Funkverbindungen gleichzeitig mit mehreren Zellstellen (oder Sektoren derselben Site) ein. Dies ist als "weiche Übergabe" bekannt, weil, anders als bei traditioneller Zelluläre TechnologieEs gibt keinen definierten Punkt, an dem das Telefon in die neue Zelle wechselt.
Im IS-95 Zwischenfrequenz-Handovers und ältere analoge Systeme wie z. Nmt Es ist normalerweise unmöglich, den Zielkanal während der Kommunikation direkt zu testen. In diesem Fall müssen andere Techniken wie Pilotbeacons in IS-95 angewendet werden. Dies bedeutet, dass die Kommunikation bei der Suche nach dem neuen Kanal fast immer eine kurze Unterbrechung gibt, gefolgt von dem Risiko einer unerwarteten Rückkehr zum alten Kanal.
Wenn keine laufende Kommunikation vorliegt oder die Kommunikation unterbrochen werden kann, ist es möglich, dass die mobile Einheit spontan von einer Zelle zur anderen wechselt und dann die Basisstation mit dem stärksten Signal benachrichtigt.
Auswahl der Mobilfrequenz in Mobiltelefonnetzwerken
Der Effekt der Frequenz auf die Zellbedeckung bedeutet, dass unterschiedliche Frequenzen für unterschiedliche Verwendungen besser dienen. Niedrige Frequenzen wie 450 MHz NMT dienen sehr gut für die Abdeckung des Landes. GSM 900 (900 MHz) sind für die leichte städtische Abdeckung geeignet. GSM 1800 (1,8 GHz) beginnt durch Strukturmauern begrenzt zu werden. UMTS, bei 2,1 GHz ist in der Berichterstattung ziemlich ähnlich zu GSM 1800.
Höhere Frequenzen sind ein Nachteil, wenn es um die Abdeckung geht, aber es ist ein entschiedener Vorteil, wenn es um Kapazität geht. Picocells, Abdeckung, z.B. Ein Boden eines Gebäudes, möglich und die gleiche Frequenz kann für Zellen verwendet werden, die praktisch Nachbarn sind.
Der Zelldienstbereich kann auch aufgrund von Störungen durch Sendungssysteme innerhalb und um diese Zelle variieren. Dies gilt insbesondere in CDMA -basierten Systemen. Der Empfänger benötigt eine bestimmte Signal-Rausch-Verhältnisund der Sender sollte nicht mit einer zu hohen Übertragungsleistung gesendet werden, um keine Störungen mit anderen Sendern zu verursachen. Wenn der Empfänger vom Sender weggeht, nimmt die empfangene Leistung ab, so dass die Stromschalter Der Algorithmus des Senders erhöht die Leistung, die er überträgt, um das empfangene Leistungsniveau wiederherzustellen. Wenn die Interferenz (Rauschen) über die empfangene Leistung des Senders steigt und die Leistung des Senders nicht mehr erhöht werden kann, wird das Signal beschädigt und schließlich unbrauchbar. In CDMA-basierten Systemen ist der Einfluss von Interferenzen anderer mobiler Sender in derselben Zelle auf den Abdeckungsbereich sehr ausgeprägt und hat einen besonderen Namen. Zellenatmung.
Man kann Beispiele für die Berichterstattung von Zellen sehen, indem man einige der von realen Betreibern auf ihren Websites bereitgestellten Abdeckungskarten untersucht oder unabhängig von Crowdsourced -Karten wie z. OpenSignal oder CellMapper. In bestimmten Fällen können sie die Stelle des Senders markieren; In anderen Fällen kann es berechnet werden, indem der Punkt der stärksten Abdeckung ausgearbeitet wird.
A zellulärer Repeater wird verwendet, um die Zellabdeckung in größere Bereiche auszudehnen. Sie reichen von Breitband -Repeatern für die Verwendung von Verbrauchern in Häusern und Büros bis hin zu intelligenten oder digitalen Repeatern für industrielle Bedürfnisse.
Zellgröße
Die folgende Tabelle zeigt die Abhängigkeit des Abdeckungsbereichs einer Zelle zur Frequenz von a CDMA2000 Netzwerk:[20]
Frequenz (MHz) | Zellradius (km) | Zellbereich (km2)) | Relative Zellzahl |
---|---|---|---|
450 | 48,9 | 7521 | 1 |
950 | 26.9 | 2269 | 3.3 |
1800 | 14.0 | 618 | 12.2 |
2100 | 12.0 | 449 | 16.2 |
Siehe auch

Listen und technische Informationen:
- Mobile Technologien
- 2g Netzwerke (die ersten digitalen Netzwerke, 1g und 0g waren analog):
- GSM
- Schaltkreis veraltete Daten (CSD)
- GPRS
- KANTE(IMT-SC)
- Evolved Edge
- Digitale Verstärker
- CDMAONE (IS-95)
- GSM
- 3g Netzwerke:
- 4g Netzwerke:
- Lte (TD-LTE)
- WiMAX
- WiMAX-Advanced (Wirelessman-Advanced)
- Ultra Mobile Breitband (niemals kommerzialisiert)
- Mbwa (IEEE 802.20, Mobile Breitband-Wireless-Zugriff, HC-SDMA, IBURST, wurde geschlossen.)
- 5g Netzwerke:
- 2g Netzwerke (die ersten digitalen Netzwerke, 1g und 0g waren analog):
Ausgehend von EVDO können auch die folgenden Techniken verwendet werden, um die Leistung zu verbessern:
- Mimo, SDMA und Strahlforming
- Zellfrequenzen
- Bereitete Netzwerke nach Technologie
- Eingesetzte Netzwerke nach Land (einschließlich Technologie und Frequenzen)
- Mobiler Landcode - Code, Häufigkeit und Technologie für jeden Betreiber in jedem Land
- Vergleich der Handystandards
Ausrüstung:
Sonstiges:
- Mobilfunkverkehr
- Mimo (Mehrfacheingänge und Mehrfachausgänge)
- Mobile Edge Computing
- Strahlung und Gesundheit von Mobiltelefonen
- Netzwerksimulation
- Radio -Ressourcenverwaltung (RRM)
- Routing in zellulären Netzwerken
- Signalstärke
- Titel 47 des Kodex der Bundesvorschriften
Verweise
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Weitere Lektüre
- P. Key, D. Smith. Teletaffic Engineering in einer Wettbewerbswelt. Elsevier Science B.V., Amsterdam Niederlande, 1999. ISBN978-0444502681. Kapitel 1 (Plenar) und 3 (Mobile).
- William C. Y. Lee, Mobile zelluläre Telekommunikationssysteme (1989), McGraw-Hill.
Externe Links
- Raciti, Robert C. (Juli 1995). "Zellentechnologie". Nova Southeastern University. Archiviert von das Original am 15. Juli 2013. Abgerufen 2. April 2012.
- Eine Geschichte von zellulären Netzwerken
- Was sind Mobilfunknetze? 1G bis 6 g Funktionen & Evolution